风及风电场解析VIP免费

一、风的形成和测量1.风的形成•包括风能的大部分可再生能源的能量来自太阳，且储量丰富。•由于太阳高度角，地球表面地理纬度，大气透明度等因素影响，太阳辐射到地球表面的能量不均匀，从而产生温差和气压差，引起空气流动。•由于受到地球自转的原因，从地面上观察，风的运动还受科里奥利力的作用。•气压梯度力和科里奥利力是大尺度大气运动的主要原因。（1）风的形成一、风的形成和测量（2）大气环流•大气环流是在全球范围内空气沿一封闭轨迹的运动，是决定全球风能分布最基础、最重要的因素。•地球赤道地区的气流受热上升，在大气层的上层分别向南北两个方向流动。大约在南北纬30度附近，科里奥利力阻止空气进一步向前流动，空气开始下沉，形成一个高压区。在赤道附近，由于气流的受热上升，近地面形成低压区，促使近地面形成向赤道流动的气流。在地球南北两极附近，由于空气受冷下沉形成高压区，使空气分别向北南流动。一、风的形成和测量•由于科里奥利力的作用，使上述风向在南北半球发生偏转，形成了如下不同纬度地区的盛行风向：•了解当地的盛行风向对微观选址具有重要的意义，我们可以避开盛行风向上的障碍物，当然，当地地形条件对风向的分布也具有决定作用。纬度90~60°N60~30°N30~0°N0~30°S30~60°S60~90°S风向NESWNESENWSE一、风的形成和测量（3）地转风•对风的分布起主要作用的大气层的厚度只有10000m，而地球的直径为12,000公里,也就是地球直径的1/1200，它是大气层的最底层，叫做对流层。•对流层中大气的运动特点对近地面风能的利用具有重要意义。对流层大气运动主要是受气压梯度力和科里奥利力共同作用的地转风•地转风主要集中在距离地面高度1000m以上的高空，是近地面风能分布的“原动力”，也是目前外推型风资源评估工具的理论基础之一。风的形成和测量（4）局地风•对于一个地区，尽管大气环流对盛行风的分布影响很大，但当地的气候和地形条件对主风向的分布的影响也很明显。实际上，局地风往往是大尺度环流系统和当地气候条件相互作用的结果。•海陆风，由陆地和海洋的热力差异引起。白天，由于太阳辐射，陆地近地面形成低气压，风由海面吹向陆地；夜间，形成与白天情况相反的气压差，风由陆地吹向海面，由于这时的海陆温差较小，风力不大。•季风可看作在时间和空间尺度上的大型海陆风运动。我国是季风气候国家，主要受东亚和南亚季风影响。风的形成和测量•多山地区会呈现许多气流模式，其中之一就是谷风，多发生在山脊的南坡（北半球），山坡空气经太阳辐射加热后，空气密度降低，气流沿山坡上升；夜间风向相反，气流顺山坡下降。•局地风也是影响近地面风能分布的主要因素；在地转风和局地风等共同作用下，结合地球表面的地形状况，粗糙度和障碍物条件等具体条件，共同产生了复杂的风资源分布特点。风的形成和测量（5）风能分布实例－－爬坡风•一般情况下，四周开阔的山丘或山脊上的风速较大，这是由于气流在经过迎风坡时受到地形挤压，产生加速效应，使山顶风速达到最大。•爬坡风的产生与山的坡度有很大关系，如果迎风面山体坡度过大，不仅不会产生风加速效应，还将会产生严重的湍流，影响风能的利用。一、风的形成和测量（5）风能分布实例－－狭管风•建筑物或山体之间的狭窄通道可能形成狭管效应，在迎风面，气流受到挤压，在通道中风速加速，形成狭管风。•形成风能加速的狭管效应需要一定条件，即该地区的盛行风向与狭管的方向一致。•形成狭管效应的气流通道的表面应尽可能平滑，否则将会产生较大的湍流，对风机的发电量和机械磨损情况有很大的影响。一、风的形成和测量2.风的测量－－测量仪器•（1）风速的测量一般采用风杯式风速计，这种风速计一般由一个垂直方向的旋转轴和三个风杯组成，风杯式风速计的转速可以反映风速的大小。一般情况下，风速计与风向标配合使用，可以记录风速和风向数据，•机械式测风仪器的优点在于可靠性高，成本低。但同时也存在机械轴承磨损的情况，因此需要定期检测甚至更换。另外，在结冰地区，需要安装加热设备防止仪器结冰。风的形成和测量•（2）非接触式的超声波和激光风速计。超声波风速计通过检...